13 [2024 南京建邺期末]如图为实验室常用仪器和实验装置的示意图,根据题意回答问题。
(1) 写出标号①的仪器名称:
烧杯
。
(2) 实验室用装置 A 制取$\ce{CO_{2}}$,原料为
石灰石(或大理石)、稀盐酸
(填物质名称),若将装置 A 改为装置 B,其优点是
能随时控制反应的发生与停止
。若用装置 C 收集$\ce{CO_{2}}$,气体应从
a
(填“a”或“b”)端通入。
(3) 实验室常用固体硫化亚铁($\ce{FeS}$)和稀硫酸在常温下制得硫化氢($\ce{H_{2}S}$)气体,同时生成$\ce{FeSO_{4}}$。硫化氢是一种有臭鸡蛋气味的有毒气体,可溶于水,密度比空气大。
① 实验室制取$\ce{H_{2}S}$可选用装置 A 为发生装置的理由是
反应物是固体和液体,反应条件是常温
。
② 某同学用装置 D、E、F 组合收集$\ce{H_{2}S}$。装置 E 的作用是防倒吸,则虚线框内最合适的装置是
乙
(填“甲”或“乙”)。
③ 已知$\ce{H_{2}S +2NaOH\xlongequal{\;\;}Na_{2}S +2H_{2}O}$,则装置 F 的作用是
吸收硫化氢,防止其污染空气
。
(4) 工业上,煅烧石灰石(主要成分是碳酸钙)可制得生石灰(氧化钙)和二氧化碳。充分煅烧含碳酸钙80%的石灰石10 t,理论上可制得氧化钙
4.48
t。(假设杂质不发生反应)
解析：
【分析】
本题是实验室气体制备与化学计算的综合题，解题思路如下：
1. 识别仪器：根据常见仪器的特征，判断标号①为烧杯。
2. 实验室制CO₂：原料为石灰石（或大理石）和稀盐酸；装置B有多孔塑料板，可通过压强变化控制固液接触与分离，优点是随时控制反应的发生和停止；CO₂密度比空气大，用向上排空气法收集，装置C中长导管a用于进气，故气体从a端通入。
3. 制取H₂S：①反应物是固体和液体，反应在常温下进行，装置A适用于固液常温型反应，因此选A；②防倒吸装置需容纳倒吸的液体，乙装置更合适；③H₂S有毒，NaOH溶液可与其反应，故装置F用于吸收H₂S防止污染空气。
4. 煅烧石灰石计算：先计算纯CaCO₃的质量，再根据化学方程式中各物质的质量比，计算生成CaO的质量。
【解析】
(1) 标号①的仪器名称为烧杯。
(2) 实验室制取CO₂的原料是石灰石（或大理石）和稀盐酸；装置B中，关闭活塞时装置内压强增大，液体被压回长颈漏斗，固液分离，反应停止，打开活塞液体流下，固液接触，反应发生，故优点是能随时控制反应的发生与停止；CO₂密度比空气大，用向上排空气法收集，装置C中a为长导管，气体从a端通入，空气从b端排出。
(3) ①制取H₂S的反应物是固体硫化亚铁和稀硫酸，反应条件为常温，装置A适用于固液常温型反应，因此选用装置A；②装置E需防倒吸，乙装置的导管较短，倒吸时液体不会进入前端装置，故选择乙；③H₂S有毒，会污染空气，H₂S能与NaOH溶液反应，因此装置F的作用是吸收硫化氢，防止其污染空气。
(4) 设理论上可制得氧化钙的质量为x。
煅烧石灰石的化学方程式：$\ce{CaCO_{3}\xlongequal{高温}CaO + CO_{2}\uparrow}$
参加反应的$\ce{CaCO_{3}}$质量：$10\ \mathrm{t}×80\% = 8\ \mathrm{t}$
根据化学方程式，$\ce{CaCO_{3}}$与$\ce{CaO}$的质量比为$100:56$，可得：
$\dfrac{100}{56} = \dfrac{8\ \mathrm{t}}{x}$
解得：$x = \dfrac{56×8\ \mathrm{t}}{100} = 4.48\ \mathrm{t}$
【答案】
(1) 烧杯
(2) 石灰石（或大理石）、稀盐酸；能随时控制反应的发生与停止；a
(3) ① 反应物是固体和液体，反应条件是常温；② 乙；③ 吸收硫化氢，防止其污染空气
(4) 4.48
【知识点】
实验室气体制备；化学方程式计算；常见仪器名称
【点评】
本题综合考查了实验室气体制备的装置选择、尾气处理及化学方程式计算，需学生掌握气体制备的原理、装置选择依据，理解防倒吸装置的作用，计算时注意纯度换算，整体难度适中。
【难度系数】
0.6
